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第20講　染色體變異與育種
[課程導學]
內容要求 3.3.5.舉例說明染色體結構和數量的變異都可能導致生物性狀的改變甚至死亡。
與舊教材對比 增：染色體變異的概念。改：①二倍體的概念；②染色體組的概念。淡化：單倍體育種改為小字內容。
考點一　染色體變異
1．染色體數目變異
(1)染色體數目變異的類型
　生物體內有絲分裂和減數分裂過程中染色體移向異常都可導致染色體數目變異。
(2)染色體組的概念及實例
　基因組≠染色體組。
(3)二倍體、多倍體及單倍體
①二倍體：體細胞中含有兩個染色體組的個體。
②多倍體
　二倍體和多倍體強調由受精卵發育而來。
③單倍體
　單倍體強調由配子發育而來，并非單倍體都高度不育，同源多倍體的單倍體是可育的。
2．染色體結構變異
(1)類型
類型 圖像 聯會異常 實例
缺失 人的5號染色體部分缺失導致貓叫綜合征
重復 果蠅的棒狀眼
倒位 人類第9號染色體長臂倒位可導致習慣性流產
易位 人類慢性粒細胞白血病
　缺失、重復和倒位一般發生在同一條染色體上，易位發生在非同源染色體之間。
(2)結果：使排列在染色體上的基因的數目或排列順序發生改變，從而導致性狀的變異。
(1)體細胞中含有兩個染色體組的個體是二倍體，含有三個或三個以上染色體組的個體是多倍體。(　　)
(2)單倍體體細胞中不一定只含有一個染色體組。(　　)
(3)三倍體西瓜植株的高度不育與減數分裂同源染色體聯會行為有關。(　　)
(4)水稻根尖細胞比花藥中的細胞更容易發生基因重組。(　　)
(5)染色體增加某一片段可提高基因表達水平，是有利變異。(　　)
(6)染色體缺失有利于隱性基因表達，可提高個體的生存能力。(　　)
(7)染色體易位不改變基因數量，對個體性狀不會產生影響。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
(7)×
1．(必修2 P88相關信息)(1)在被子植物中，約有33%的物種是________。例如，普通小麥、棉、煙草、菊、水仙等。
(2)秋水仙素(C22H25O6N)是從________科植物秋水仙的種子和球莖中提取的一種________。它是白色或淡黃色的粉末或針狀結晶，有劇毒，使用時應當特別注意。
提示：(1)多倍體　(2)百合　植物堿
2．(必修2 P89 探究·實踐)秋水仙素和低溫誘導染色體數目加倍的原理有什么相似之處？________。
提示：兩者誘導染色體數目加倍的原理相同，都是抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，從而引起染色體數目加倍
3．[必修2 P91 概念檢測T1(3)]用秋水仙素處理單倍體植株后得到的一定是二倍體嗎？________，原因是________________________。
提示：不一定　單倍體植株不一定只含一個染色體組，所以用秋水仙素處理后得到的不一定是二倍體
1．染色體組數目的判定
(1)根據染色體形態判定
細胞內形態相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。
(2)根據基因型判定
在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現幾次，則含有幾個染色體組。
(3)根據染色體數和染色體的形態數推算
染色體組數＝染色體數/染色體形態數。如果蠅體細胞中有8條染色體，分為4種形態，則染色體組的數目為2。
2．“二看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體
3．三種可遺傳變異的辨析
(1)染色體結構變異與基因突變的區別
(2)易位與互換的區別
項目 染色體易位 互換
圖解
區別 位置 發生于非同源染色體之間 發生于同源染色體的非姐妹染色單體之間
原理 染色體結構變異 基因重組
觀察 可在顯微鏡下觀察到 在光學顯微鏡下觀察不到
(3)關于變異的“質”和“量”問題：基因突變改變基因的質，不改變基因的量；基因重組不改變基因的質，一般也不改變基因的量，但轉基因技術會改變基因的量；染色體變異不改變基因的質，但會改變基因的量或改變基因的排列順序。
突破1 染色體結構變異的類型和結果
核心素養 生命觀念
1．(2022·貴州貴陽高三模擬)下圖中，甲、乙分別表示兩種果蠅的一個染色體組，丙表示果蠅的X染色體及其攜帶的部分基因。下列有關敘述正確的是(　　)
A．甲、乙雜交產生的F1減數分裂都正常
B．甲、乙1號染色體上的基因排列順序相同
C．丙中①過程可能是發生在X染色體和Y染色體的非姐妹染色單體之間的易位
D．丙中①②所示變異都可歸類于染色體結構變異
解析：選D。與甲相比，乙中的1號染色體發生了倒位，所以甲、乙雜交產生的F1減數分裂過程中1號染色體不能正常聯會，不能產生正常配子，A項錯誤；因為乙中的1號染色體發生了倒位，所以甲、乙的1號染色體上的基因排列順序不完全相同，B項錯誤；丙中①過程基因的位置發生顛倒，屬于倒位，丙中②過程染色體片段發生改變，屬于染色體結構變異中的易位，①②都屬于染色體結構變異，C項錯誤，D項正確。
2．(2022·山東濟寧高三模擬)生物的某些變異可通過細胞分裂某一時期染色體的行為來識別。甲、乙兩模式圖分別表示細胞減數分裂過程中出現的“環形圈”“十字形結構”現象，圖中字母表示染色體上的基因。丙圖是細胞分裂過程中染色體在某一時期所呈現的形態。下列有關敘述正確的是(　　)
A．甲、乙兩圖所示變異類型分別屬于染色體結構變異、基因重組
B．甲圖是由于個別堿基的增添或缺失，導致染色體上基因數目改變的結果
C．乙圖是四分體時期同源染色體非姐妹染色單體之間發生互換的結果
D．甲、乙、丙三圖均發生在減數分裂過程中
解析：選D。甲是染色體結構變異中的缺失或重復，乙是染色體結構變異中的易位，都屬于染色體結構變異，A錯誤；個別堿基的增添或缺失屬于基因突變，甲圖中部分基因發生了增添或缺失，導致染色體上基因數目改變，B錯誤；四分體時期同源染色體非姐妹染色單體之間發生互換屬于基因重組，而乙圖表示染色體易位現象，發生在非同源染色體之間，C錯誤；甲和乙都發生染色體聯會現象，發生在減數分裂Ⅰ前期，丙圖同源染色體的非姐妹染色單體之間交換了相應的片段，也發生于減數分裂Ⅰ前期，D正確。
突破2 染色體組及生物體倍性的判斷
核心素養 生命觀念、科學思維
3．(2022·黑龍江哈爾濱高三模擬)下列有關下圖所示細胞中所含的染色體的敘述，正確的是(　　)
A．圖a含有2個染色體組，圖b含有3個染色體組
B．如果圖b表示體細胞，則圖b代表的生物一定是三倍體
C．如果圖c代表由受精卵發育成的生物的體細胞，則該生物一定是二倍體
D．圖d代表的生物一定是由卵細胞發育而成的，是單倍體
解析：選C。圖a細胞處于有絲分裂后期，含有4個染色體組，圖b細胞含有3個染色體組，A錯誤。如果圖b生物是由配子發育而成的，則圖b代表的生物是單倍體；如果圖b生物是由受精卵發育而成的，則圖b代表的生物是三倍體，B錯誤。圖c含有2個染色體組，若是由受精卵發育而成的，則該細胞所代表的生物一定是二倍體，C正確。圖d中只含1個染色體組，一定是單倍體，可能是由精子或卵細胞發育而成的，D錯誤。
4．(不定項)(2022·山東濟南模擬)為獲得果實較大、含糖量高的四倍體葡萄(4N＝76)，將二倍體葡萄莖段經秋水仙素溶液處理后扦插栽培。研究結果顯示，植株中約40%的細胞染色體被誘導加倍，這種植株含有2N細胞和4N細胞，稱為“嵌合體”，其自交后代中有四倍體植株。下列敘述正確的是(　　)
A．秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成
B．“嵌合體”產生的原因是細胞的分裂不同步
C．“嵌合體”產生配子過程中，部分細胞染色體聯會紊亂
D．“嵌合體”個體自交也可產生二倍體、三倍體的子代
解析：選ABD。“嵌合體”含有2N細胞和4N細胞，在產生配子過程中，細胞染色體聯會正常。
突破3 變異類型的實驗探究
核心素養 科學思維、科學探究
5．(2022·山東濟寧高三期末)某大豆突變株表現為黃葉，其基因組成為rr。為進行R/r基因的染色體定位，用該突變株作父本，與不同的三體(2N＋1)綠葉純合體植株雜交，選擇F1中的三體與黃葉植株雜交得F2，下表為部分研究結果。以下敘述錯誤的是(　　)
母體 F2表型及數量
黃葉 綠葉
9 三體 21 110
10 三體 115 120
A.F1中三體的概率是1/2
B．可用顯微觀察法初步鑒定三體
C．突變株基因r位于10號染色體上
D．三體綠葉純合體的基因型為RRR或RR
解析：選C。假設R/r基因位于某號染色體上，用該突變株(rr)作父本，與三體綠葉純合體植株(RRR)雜交，F1為1/2Rr、1/2RRr，選擇F1中的三體(RRr)與黃葉植株(rr)雜交得F2，F2為Rr∶Rrr∶RRr∶rr＝2∶2∶1∶1，即綠葉∶黃葉＝5∶1。根據表格分析，由于該突變株與9 三體綠葉純合體植株雜交，F2中綠葉∶黃葉≈5∶1，該突變株與10 三體綠葉純合體植株雜交，F2中綠葉∶黃葉≈1∶1，所以R/r基因位于9號染色體上。根據分析可知，F1中三體的概率是1/2，A正確；三體屬于染色體數目變異，可用顯微觀察法初步鑒定三體，B正確；突變株基因r位于9號染色體上，C錯誤；若R/r基因位于與形成三體有關的染色體上，則三體綠葉純合體的基因型為RRR，若R/r基因位于與形成三體無關的染色體上，則三體綠葉純合體的基因型為RR，D正確。
6．(2022·湖北黃岡高三調研)幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如下圖所示。據圖回答下列問題：
(1)圖示果蠅發生的變異類型是____________________。
(2)白眼雌果蠅(XrXrY)最多能產生Xr、XrXr、________和________四種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅(XRY)雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為_____________________。
(3)用黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F1雌果蠅表現為灰身紅眼，雄果蠅表現為灰身白眼。F1雌雄果蠅雜交，則F2中灰身紅眼果蠅與黑身白眼果蠅的比例為________，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機選取一只雜交，子代中出現黑身白眼果蠅的概率為____________。
(4)以紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發現一只白眼雄果蠅(記為“M”)。M果蠅出現的原因有三種可能：第一種是環境改變引起表型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離。請設計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現是由哪一種原因引起的。
實驗步驟：___________________。
結果預測：
Ⅰ.若__________________，
則是環境改變；
Ⅱ.若___________________，
則是基因突變；
Ⅲ.若____________________，
則是減數分裂時X染色體不分離。
解析：(1)正常果蠅體細胞中染色體數為8條，有2個染色體組；圖示果蠅均發生個別染色體數目的增加或減少，屬于染色體數目變異。(2)基因型為XrXrY的白眼雌果蠅最多能產生Xr、XrY、XrXr、Y四種類型的配子，該果蠅與基因型為XRY的紅眼雄果蠅雜交，紅眼雄果蠅(XRY)可產生含XR的配子，該配子與白眼雌果蠅(XrXrY)產生的四種配子結合，后代的基因型分別為XRXr、XRXrY、XRXrXr、XRY，其中XRXr為雌性個體，XRY為雄性個體，根據圖示可知，XRXrY為雌性個體，XRXrXr的個體死亡，因此子代中紅眼雌果蠅的基因型為XRXr、XRXrY。(3)黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F1的基因型為AaXRXr、AaXrY，F1雌雄果蠅雜交，F2中灰身紅眼果蠅所占比例為(A_)×(XRXr、XRY)＝，黑身白眼果蠅所占比例為(aa)×(XrXr、XrY)＝，故兩者的比例為3∶1。從F2灰身紅眼雌果蠅(A_XRXr)和灰身白眼雄果蠅(A_XrY)中各隨機選取一只雜交，子代中出現黑身果蠅(aa)的概率為(Aa)×(Aa)×＝；出現白眼的概率為(XrXr、XrY)，因此子代中出現黑身白眼果蠅的概率為×＝。(4)由題干信息可知，三種可能情況下，M果蠅的基因型分別為XRY、XrY、XrO，因此，本實驗可以用M果蠅與多只正常的白眼雌果蠅(XrXr)雜交，統計子代果蠅的眼色。第一種情況下，XRY與XrXr雜交，子代雌果蠅全部為紅眼，雄果蠅全部為白眼；第二種情況下，XrY與XrXr雜交，子代全部是白眼；第三種情況下，由題干所給圖示可知，XrO不育，因此其與XrXr雜交，沒有子代產生。
答案：(1)染色體數目變異
(2)XrY　Y　XRXr、XRXrY
(3)3∶1　
(4)M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表型　Ⅰ.子代出現紅眼(雌)果蠅　Ⅱ.子代表型全部為白眼　Ⅲ.無子代產生
幾種常考產生配子類型的分析方法
注：分析三體產生的配子類型時，為了避免混淆，可以進行標號，如AAa，可以記為A1A2a，則染色體的三種分離方式為A1A2、a，A1、A2a，A2、A1a，最后把A合并即可得到各種配子的比例。　
[原因分析類]
1．體細胞含四個染色體組的生物不一定為四倍體，原因是_____________________。
答案：確認是四倍體還是單倍體，必須先看發育起點。若由配子發育而來，則為單倍體；若由受精卵發育而來，則為四倍體
2．三倍體無子西瓜培育時用一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體西瓜的芽尖的原因是_________________________。
答案：西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株
3．二倍體西瓜與四倍體西瓜________(填“是”或“不是”)同一物種，原因是_________________________。
答案：不是　二者雜交的后代不可育
4．已知某植物的寬葉對窄葉為顯性，純種寬葉植株與窄葉植株雜交的后代中，偶然發現一株窄葉個體，原因：
___________________________。
答案：可能是純種寬葉個體在產生配子時發生了基因突變，也可能是純種寬葉個體產生的配子中含寬葉基因的染色體片段缺失
5．經檢測，珍貴金魚品種“藍劍”的性染色體組成為XYY。從生殖細胞形成的角度分析“藍劍”產生的原因：____________________________。
答案：父本在形成配子的過程中，減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂后形成的兩條Y染色體移向細胞同一極
6．對某單體植株的花粉進行離體培養時，發現n－1型配子難以發育成單倍體植株，其原因最可能是______________________。
答案：由于缺少一條染色體，基因組中缺少了某些生長發育所必需的基因(或缺少的染色體上含有某些生長發育所必需的基因，答案合理即可)
[開放思維類]
7．某生物興趣小組將品系甲與品系乙雜交，F1中出現了一株矮莖豌豆，原因經過初步探究，還需進一步判斷發生了基因突變還是染色體變異，可采取的具體判定措施是_______________________。
答案：分別制作F1中高莖和矮莖的分生區細胞臨時裝片，在顯微鏡下觀察判斷染色體的形態和數目
8．有人讓某品系的豌豆自交，子代出現了性狀分離，且高莖∶矮莖＝35∶1。原因可能是染色體加倍形成了四倍體的豌豆(DDdd)。請設計一個實驗方案對該解釋加以驗證。_____________________________。
答案：讓該品系的豌豆與矮莖豌豆測交，若測交后代性狀分離比為高莖∶矮莖＝5∶1，則驗證了該解釋
考點二　生物變異與育種
1．雜交育種
(1)原理：基因重組。
(2)過程
(3)優點：操作簡便，可以把多個品種的優良性狀集中在一起。
(4)缺點：獲得新品種的周期長。
　雜交育種時，首先兩個親本進行雜交的目的是將兩個親本中的控制優良性狀的基因集中在F1個體上。
2．誘變育種
3．單倍體育種
(1)原理：染色體(數目)變異。
(2)方法
(3)優點：明顯縮短育種年限，所得個體均為純合子。
(4)缺點：技術復雜。
　花藥離體培養≠單倍體育種。
4．多倍體育種
(1)方法：用秋水仙素誘發或低溫處理。
(2)處理材料：萌發的種子或幼苗。
(3)原理
(4)實例：三倍體無子西瓜。
①
②三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜在減數分裂過程中，由于染色體聯會紊亂，不能產生正常配子。
　可遺傳變異≠可育
三倍體無子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現“不育”，但它們均屬可遺傳變異——其遺傳物質已發生變化，若將其體細胞培養為個體，則可保持其變異性狀——這與僅由環境引起的不可遺傳的變異有著本質區別。如無子番茄的“無子”原因是植株未受粉，生長素促進了果實發育，這種“無子”性狀是不可以保留到子代的，將無子番茄進行組織培養時，若能正常受粉，則可結“有子果實”。
(1)四倍體水稻與二倍體水稻雜交，可得到三倍體水稻，稻穗、米粒變小。(　　)
(2)花藥離體培養可獲得抗銹病高產小麥新品種。(　　)
(3)轉基因技術能讓A物種表達出B物種的某優良性狀。(　　)
(4)兩個親本的基因型是AAbb和aaBB，要培育出基因型為aabb的后代，最簡單的方法是單倍體育種。(　　)
(5)單倍體育種沒有生產實踐意義，因為得到的單倍體往往高度不育。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
突破1 多種育種方式的比較
核心素養 科學思維
1．下圖為利用物種a的植株(基因型為MmNn)和物種b的植株培育某種多倍體的過程，下列敘述正確的是(　　)
A．多倍體育種中，秋水仙素和低溫均作用于有絲分裂的后期使染色體數目加倍
B．雜種植物細胞內的染色體來自不同物種，一定不含同源染色體
C．圖示多倍體的形成過程中，既發生了染色體變異，也發生了基因重組
D．多倍體植株一般表現為果實、種子等器官較大，所以六倍體小麥能夠取得高產
解析：選C。多倍體育種中，秋水仙素和低溫均作用于有絲分裂的前期，通過抑制紡錘體的形成，使細胞內染色體數目加倍，A錯誤；若物種b為四倍體，雜種植物細胞內就含有同源染色體，B錯誤；圖示多倍體的形成過程中，雜交形成配子過程中發生了基因重組，染色體加倍發生了染色體數目變異，C正確；多倍體植株一般表現為果實、種子等器官較大，但結實率低，所以六倍體小麥不一定能夠取得高產，D錯誤。
2．(2022·河南鄭州高三聯考)人工栽培的馬鈴薯(四倍體)難以出現新品種，而野生型品種的引入極大地豐富了馬鈴薯的育種資源。下圖表示馬鈴薯新品種(丙)的培育過程。下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖中植物甲、植物乙和野生型品種均為二倍體
B．若丙為四倍體，則過程①一定是秋水仙素處理
C．過程①獲得的四倍體植物(丙)不一定為純合子
D．培育馬鈴薯新品種丙(4N)的原理是多倍體育種
解析：選C。題圖中植物甲是由花藥發育而來的，為單倍體，A錯誤；若植物乙為二倍體，過程①可采用秋水仙素或低溫處理，使其染色體數目加倍，從而獲得丙(四倍體)，B錯誤；植物乙的基因型可能為純合的，也可能為雜合的，故經過程①獲得的四倍體植物(丙)可能為純合子或雜合子，C正確；馬鈴薯新品種丙(4N)的育種過程應用了多倍體育種，其原理是染色體數目變異，D錯誤。
3．(2022·河南鄭州高三一聯)油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸會降低菜籽油的品質。研究人員擬利用高芥酸油菜(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品種(GGRR)，育種過程如下圖所示，下列敘述錯誤的是(　　)
A．過程①誘發基因突變，可以提高基因突變的頻率
B．過程②可以克服物種遠緣雜交不親和的障礙
C．過程①②③均發生了基因重組
D．若要縮短育種年限，可將過程③更換為單倍體育種
解析：選C。過程①用γ射線誘發基因突變，其優點是能提高基因突變的頻率，在較短時間內獲得更多的優良變異類型，A正確；過程②采用的是基因工程技術，其原理是基因重組，該技術的優點之一是可以克服物種遠緣雜交不親和的障礙，B正確；過程②③均發生了基因重組，過程①的原理是基因突變，C錯誤；單倍體育種能明顯縮短育種年限，因此若要縮短育種年限，在過程②后可進行單倍體育種，D正確。
突破2 生物育種方式的判斷
核心素養 科學思維、社會責任
4．(不定項)遠緣雜交在育種上的意義很多，如研究物種演化、創造新物種、改良舊物種、創造和利用雜種優勢等。下圖為甘藍型油菜與白菜型油菜遠緣雜交的過程圖，下列分析正確的是(　　)
A．培育白菜型油菜新種的原理有基因重組、染色體變異
B．甘藍型油菜與白菜型油菜不存在生殖隔離
C．常用秋水仙素人工誘導單倍體苗使其染色體數目加倍
D．將抗蟲基因導入白菜型油菜新種的染色體上，培育的轉基因油菜種群發生了進化
解析：選ACD。甘藍型油菜與白菜型油菜雜交的原理是基因重組，從雜種胚獲得單倍體苗，單倍體苗再經人工誘導使染色體數目加倍的原理是染色體變異，A正確；甘藍型油菜與白菜型油菜存在生殖隔離，因為其后代不可育，B錯誤；常用秋水仙素人工誘導單倍體苗使其染色體數目加倍，C正確；將抗蟲基因導入白菜型油菜新種的染色體上，培育的轉基因油菜種群有了新基因，基因頻率發生了改變，即發生了進化，D正確。
5．(不定項)雄家蠶的性染色體為ZZ，雌家蠶為ZW。雄蠶吐絲多，絲的質量好，但在幼蠶階段，雌雄不易區分。研究發現，幼蠶體色中有斑紋和無斑紋這一對性狀分別由Ⅱ號染色體上的A和a基因控制。科學家采用下圖所示的方法培育出了“限性斑紋雌蠶”來解決上述問題，下列敘述不正確的是(　　)
A．60Co照射引起的變異是基因突變
B．“限性斑紋雌蠶”的培育過程只應用了誘變育種的方法
C．可以利用上述“限性斑紋雌蠶”與普通無斑紋家蠶雜交來挑選限性斑紋的蠶來養殖
D．變異家蠶減數分裂產生配子時可能會出現異常配對現象
解析：選ABC。從圖中觀察，A基因是Ⅱ號染色體上的基因，性染色體上沒有該基因，經60Co照射后A基因轉移到W染色體上，即染色體的某一段片段移接到另一條非同源染色體上，這種變異類型屬于染色體結構變異，A錯誤；由圖可知，該實驗過程用到了誘變育種和雜交育種，最終獲得“限性斑紋雌蠶”，B錯誤；“限性斑紋雌蠶”與普通無斑紋家蠶雜交，后代含有W染色體的家蠶(雌家蠶)為限性斑紋性狀，雄家蠶為無斑紋，所以應選擇無斑紋的家蠶來養殖，C錯誤；變異家蠶發生了染色體結構變異，在減數分裂過程中，染色體的同源區段會發生配對，故變異家蠶可能會出現Ⅱ號染色體上的A基因部分與W染色體上的A基因部分配對的情況，即出現異常配對現象，D正確。
(1)雜交育種與誘變育種
(2)單倍體育種與多倍體育種
　
考點三　低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
1．實驗原理、步驟與現象
2．實驗中的試劑及其作用
試劑 使用方法 作用
卡諾氏液 將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1 h 固定細胞形態
體積分數為95%的酒精　　 沖洗用卡諾氏液處理過的根尖 洗去卡諾氏液
與質量分數為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經過固定的根尖 解離根尖細胞
質量分數為15%的鹽酸　　 與體積分數為95%的酒精等體積混合，作為藥液 解離根尖細胞
清水 浸泡解離后的根尖細胞約10 min 漂洗根尖，洗去藥液
質量濃度為0．01 g/mL的甲紫溶液 把漂洗干凈的根尖放進盛有質量濃度為0.01 g/mL的甲紫溶液的玻璃皿中染色 3～5 min 使染色體著色
3.低溫誘導植物細胞染色體數目的變化實驗關鍵
(1)選材時應選用能進行分裂的分生組織細胞，否則不會出現染色體數目加倍的情況。
(2)顯微鏡下觀察到的細胞是已被鹽酸殺死的細胞。
(3)觀察時不是所有細胞中染色體數目均已加倍，只有少部分細胞實現“染色體數目加倍”，大部分細胞仍為二倍體分裂狀況。
(4)對染色體進行染色用堿性染料，常見堿性染料包括甲紫溶液、醋酸洋紅液等。
1．(2022·福建龍巖高三期末)某生物興趣小組為探究“低溫對細胞內染色體數目的影響是否與秋水仙素的影響相同”進行實驗。下列有關實驗的敘述，正確的是(　　)
A．應該選用洋蔥根尖成熟區細胞作為實驗材料
B．該實驗應設置室溫條件下、－4 ℃的冰箱中、2%的秋水仙素溶液中3組實驗
C．在顯微鏡下觀察和比較經過不同處理的根尖細胞內染色體數目
D．若低溫處理結果是大部分細胞染色體數目不變，則低溫不能誘導細胞染色體數目加倍
解析：選C。選材時，應該選用洋蔥根尖可正常分裂的分生組織細胞，A錯誤；將3組生長狀況相同的洋蔥根尖分別放入3個培養皿中，其中1號放在室溫條件下，2號放在4 ℃的冰箱中，3號放在滴加了2%的秋水仙素溶液中，B錯誤；低溫誘導染色體數目加倍的原理是抑制紡錘體的形成，若低溫處理結果是大部分細胞染色體數目不變，是因為絕大多數細胞處于分裂間期，D錯誤。
2．(2022·安徽六安高三月考)探究利用秋水仙素培育四倍體藍莓的實驗中，每個實驗組選取50株藍莓幼苗，以秋水仙素溶液處理它們的幼芽，得到結果如下圖所示，下列說法不正確的是(　　)
A．由實驗結果可知處理時間會影響多倍體的誘變率
B．因變量是多倍體的誘變率，自變量是秋水仙素處理時間
C．實驗原理是秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成，誘導形成多倍體
D．判斷是四倍體藍莓最可靠的方法是觀察體細胞分裂中期的染色體數
解析：選B。因變量是多倍體的誘變率，自變量是秋水仙素處理時間和秋水仙素的濃度，B錯誤。
1．(2021·高考廣東卷)白菜型油菜(2n＝20)的種子可以榨取食用油(菜籽油)。為了培育高產新品種，科學家誘導該油菜未受精的卵細胞發育形成完整植株Bc。下列敘述錯誤的是(　　)
A．Bc成熟葉肉細胞中含有兩個染色體組
B．將Bc作為育種材料，能縮短育種年限
C．秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株
D．自然狀態下Bc因配子發育異常而高度不育
解析：選A。白菜型油菜是二倍體，有兩個染色體組，植株Bc是由該油菜未受精的卵細胞發育而成的單倍體植株，故成熟葉肉細胞中含有一個染色體組，A錯誤。
2．(2020·高考山東卷)兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體被排出。 若其中一個細胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂，形成的染色體片段在細胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該原理，將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進行體細胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞
B．過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂
C．過程③中常用滅活的病毒誘導原生質體融合
D．耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段
解析：選C。由圖可知，①為去除植物細胞的細胞壁，獲得原生質體的過程，該過程需用纖維素酶和果膠酶處理細胞，A正確；為了使普通小麥獲得中間偃麥草的耐鹽性狀，需要將中間偃麥草細胞中的染色體斷裂，過程②用不同劑量的紫外線照射的目的是斷裂中間偃麥草的染色體，B正確；圖中過程③為兩種原生質體的融合，常用的融合手段為物理法和化學法，滅活的病毒通常用來融合動物細胞，C錯誤；普通小麥不具有耐鹽性狀，因此篩選出的耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段，D正確。
3．(2021·河北省選擇性考試模考)一對同源染色體中有一條發生了倒位，發生倒位的染色體往往不能以直線形式(通常形成一個倒位環)與同源染色體進行配對，如圖所示。如果在基因C/c和D/d之間發生了一次交叉互換(假定不發生其他變異)，則減數分裂產生的配子中不可能含有的染色體是(　　)
解析：選B。圖中發生了染色體片段的倒位，即發生了染色體結構變異，則產生的配子類型可能為ABCDEF、abedcf、ABCdeba、FEDcf或ABCDEF、abedcf、ABCcf、abedDEF，B項配子中發生基因的缺失，顯然B項配子是不可能出現的。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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